MASSIV. Middleware pro tvorbu online her

Transkript

1 MASSIV Middleware pro tvorbu online her

2 Obsah prezentace Úvod Prostředky poskytované Massivem Využití jádra Massivu v Demu Zhodnocení projektu Prezentace Dema

3 Úvod Část 1.

4 Tým projektu Massiv Zahájení projektu: říjen 2001 Vedoucí projektu: Ing. Petr Tůma, Dr. Řešitelé: Štěpán Vondrák - stoupik@users.sourceforge.net Marek Vondrák - markoid@users.sourceforge.net Petr Tovaryš - boovie@users.sourceforge.net Ondřej Pečta - octa@users.sourceforge.net Marek Švantner - marekus@users.sourceforge.net Martin Havlišta - hafik@users.sourceforge.net

5 Cíl projektu Systém pro tvorbu online multiplayer her Online hry Běh 24 hodin denně Perzistence Interaktivnost Mnoho hráčů

6 Základní charakteristiky Massivu Distribuovanost Svět může být simulován více servery Objektovost Svět se sestává z objektů, které mohou mezi servery volně migrovat Statická data Správa a distribuce dat, která se příliš často nemění

7 Komu je Massiv určen Middleware pro nekomerční sféru Nezávislí vývojáři Open Source Přenositelnost Win32, Linux Nelze předpokládat nasazení serverů na jediné lokální síti

8 Součá části projektu Massiv Jádro Objektově orientovaný distribuovaný systém Zdrojový kód knihovny Nástroje pro překlad Demo Jednoduchá ukázková online hra Demonstrace použití prostředků jádra Nástroje pro konfiguraci a správu Dema

9 Prostředky poskytované Massivem Část 2.

10 Distribuovanost Servery rozptýleny libovolně po síti Potenciálně velké latence Nepředpokládá se statické rozdělení herního světa, které by minimalizovalo komunikaci mezi servery Automatická a transparentní distribuce objektů Bez nutnosti ruční administrace Tři druhy uzlů Simulační servery, klienti, datové servery

11 Nasazení Massivu

12 Bezpečnost Šifrování dat mezi každými dvěma uzly Autentizace pomocí RSA klíčů Symetrické šifrování při přenosu dat Omezená práva klientských uzlů Klienti nemohou přímo měnit stav simulace, pouze zasílat požadavky speciálním objektům

13 Objektový model Managed objects Objekty automaticky spravované systémem Příslušné třídy se píší v C++ Musí se dodržovat zvláštní pravidla Speciální datové typy Popis tříd v IDL (Interface Definition Language) Serializace, introspekce, RPC Povolen přímý přístup na lokální objekty Lokální garbage collector

14 Migrace Každý objekt vlastněn právě jedním uzlem Migrace objektů Základní forma komunikace Adresáti migrace jsou objekty Objekt = zpráva Základní prostředek běhu simulace Běh Massivu řízen událostmi Doručení migrace = událost

15 Replikace Použití: Přenos dat nutných pro prezentaci světa na klienty Optimalizace komunikace mezi servery Objekt může být replikován na libovolný počet uzlů Kopie (částí) objektů určené výhradně pro čtení Automaticky udržované v aktuálním stavu

16 Migrační a replikační skupiny Systém ke skupinám přistupuje jako k celku Objekty v migrační skupině jsou vzájemně lokální Základní prostředek pro zajištění efektivity v distribuovaném prostředí s velkými latencemi Příslušnost do skupiny určována dynamicky Příklady skupin: Dynamické datové struktury (spojový seznam) Postava hráče s celým inventářem

17 Vzdálené volání metod Implementace pomocí migrací Asynchronní RPC Doručení lze načasovat na konkretní simulační čas Možnost získání výsledků volání Synchronní RPC Neblokuje doručování ostatních událostí

18 Další funkcionalita jádra Archivace konzistentního stavu světa Nenarušuje plynulost běhu simulace Stahování dat na pozadí Data se mohou měnit za běhu simulace Hierarchické uspořádání dat Použití: konfigurační soubory, textury, modely Vyvažování zátěže serverů

19 Využití jádra Massivu v Demu Část 3.

20 Demo Ukázková 3D aplikace Využití všech prostředků poskytovaných jádrem Ukázky řešení základních situací a problémů online her pomocí prostředků Massivu spíše než základ pro reálné hry

21 3D Mapa Simulovaný svět tvořen mapou, po které se pohybují hráči Mapa rozdělena na sektory Každý sektor může být na jiném serveru Sektory nejsou data objekty, ale managed objekty Modifikace terénu v reálném čase (kopce, údolí) Změny prezentovány klientům pomocí replikace

22 Sektor (1) Výšková mapa (kopce, údolí) Rozdělena na 8x8 čtvercových polí Každé pole má vlastní materiál (tráva, skála,...) Obsahuje entity Pohyblivé: postavy hráčů, ovce Nepohyblivé dekorace: stromy, tráva, budovy

23 Sektor (2) Sektor a všechny entity, které obsahuje, tvoří jedinou migrační skupinu Všechny operace v rámci sektoru vždy lokálně a rychle Sektor může manipulovat přímo s entitami Přesun sektoru na jiný server přesune i všechny jeho entity

24 Pohyb entit Uvnitř sektoru jako u nedistribuované aplikace Mezi sektory Odpojení entity z aktuálního sektoru Rozdělení migračních skupin Migrace k novému sektoru Napojení na nový sektor Spojení migračních skupin

25 Replikace Každý objekt rozdělen na dvě části Veřejná část replikující se na klienta Obsahuje data nutná pro prezentaci Privatní část Obsahuje vše pro vlastní logiku hry Rozdělení umožňuje Přenášet jen minimum potřebných dat Zvyšuje bezpečnost Klientské aplikace nevidí strukturu serverových objektů

26 Sektory a entity Sector ClientSector Entity Entity ClientEntity ClientEntity Migrační skupina Replikační skupina pro klienty

27 Zhodnocení projektu Část 4.

28 Výhody a nevýhody objektového Klady modelu Použití C++ vysoká efektivita Obecnost objektového modelu Použítí nemusí být omezeno pouze na online hry Zápory Z důvodu velkých latencí mezi servery nejsou k dispozici aktuální dupliky objektů při pádu serveru je nutno provést restart ze zálohy

29 Co šlo dobře Abstraktní model doručování zpráv Není rozdíl mezi zprávou a objektem Jednoduchá implementace RPC Plné využití C++ a STL Mnoho vlastností navíc, které nebyly v plánu Synchronní RPC a vyjímky Garbage collector

30 Co šlo špatně Nepřesný návrh Mnoho změn až v průběhu vývoje Ladění Více serverů a klientů znesnadňuje využití standardních debugovacích technik Mnoho vlastností navíc, které nebyly v plánu

31 Prezentace Dema Část 5.

32 Prezentace Dema Data download Predikce pohybu Editor Konzole Chat

33 Data download Všechna statická data (textury, modely) implementována jako datové objekty Umožňuje spustit klienta s minimálními daty Přenos dat až když je potřeba (rychlost stahování volitelná) Pokud model není k dispozici, je použit náhradní (zástupný) model

34 Editor Za běhu simulace umožňuje Editovat výškové mapy (modelování krajiny) Měnit druhy povrchu (materiály) Přidávat, mazat a přesouvat entity Měnit vlastnosti objektů (změna modelů dekorací) Editor přístupný pouze pro privilegované klienty (administrátoři)

35 Predikce pohybu Data přenášena ze serveru na klienta jen několikrát za sekundu Pro plynulou prezentaci klient provádí predikci pohybu

36 Replikace entit Veřejná část: ClientEntity Pozice na mapě Typ (postavy hráčů, ovce, dekorace,...) Model tags Určují model, který se použije na prezentaci entity Privátní část: Entity Napojení na aktuální sektor Data pro pohyb entity po mapě

37 Replikace sektoru Veřejná část: ClientSector Výšková mapa a materiály Explicitní seznam entit není potřeba Entity se replikují automaticky, neboť jsou ve stejné replikační skupině jako ClientSector Privátní část: Sector Seznam entit Na klienty se replikuje pouze část mapy V definovaných intervalech požadavek na replikaci sektorů v blízkosti hráče Při odpojení klienta zrušení všech požadavků